(57)【要約】【課題】  横方向の小型化を図ることができる複合操作型入力装置を提供すること。【解決手段】  上部ノブ２８の天面に押圧操作可能に支持された押圧ノブ２９と、この押圧ノブ２９の裏面側に対向配置された回路基板３５と、この回路基板３５の表面側に実装されたプッシュスイッチ３７と、下部ノブ２６と上部ノブ２８間に回転操作可能に支持された回転リング２７と、この回転リング２７に連動して回転するコード板３３と、回路基板３５の裏面側に実装されたフォトインタラプタ３６とを備え、押圧ノブ２９の押圧操作によってプッシュスイッチ３７を動作させると共に、回転リング２７の回転操作に伴ってコード板３３を回転することにより、回路基板３５の裏面側に実装されたフォトインタラプタ３６を動作させるようにした。その際、回転リング２７を回路基板３５の表面側から裏面側に亘って連結配置することにより、回転リング２７の回転力が回路基板３５の裏面側に配置されたコード板３３に伝達されるようにした。【選択図】  図４
2006286328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持体に押圧操作可能に支持された押圧操作部材と、この押圧操作部材の押圧操作方向に配置された回路基板と、この回路基板の表面側に実装されて前記押圧操作部材の押圧操作によって動作される押圧検出素子と、前記保持体に回転操作可能に支持された回転操作部材と、前記回路基板に実装されて前記回転操作部材の回転操作によって動作される回転検出素子とを備え、
前記回転検出素子は前記回路基板の裏面側に実装されると共に、前記回転操作部材の少なくとも一部を前記回路基板の表面側に配置して、前記回路基板の表面側で受けた前記回転操作部材の回転力が前記回路基板の裏面側に伝達されるように構成したことを特徴とする複合操作型入力装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記回転操作部材が前記回路基板を包囲する円筒状の回転リングであることを特徴とする複合操作型入力装置。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記保持体が前記回転リングを挟持する上部ノブと下部ノブとを備え、この下部ノブの中央に立設された支軸の上端部に前記回路基板と前記上部ノブが固定されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記回転検出素子が凹部を介して発光素子と受光素子を対向配置したフォトインタラプタからなると共に、前記回転リングの内周面に遮光部と透過部を有するコード板を固着し、前記回転リングの回転操作に伴って前記遮光部と前記透過部が前記凹部内を移動するように構成したことを特徴とする複合操作型入力装置。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記コード板の裏面側に凹凸部を設けると共に、該コード板に向けて弾性付勢されたプランジャーを前記下部ノブに昇降可能に保持し、前記回転リングの回転操作に伴って前記プランジャーの上端が前記凹凸部と係脱してクリック感を生起するように構成したことを特徴とする複合操作型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧操作と回転操作という異なる２種類の操作によって所定の入力が可能な複合操作型入力装置に係り、特に、共通の回路基板に押圧検出素子と回転検出素子とを実装した複合操作型入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の複合操作型入力装置として、操作体をケースに回転可能かつ昇降可能に支持すると共に、この操作体に戻しばねを介してコード板をスプライン結合し、ケース内に配置された回路基板上に操作体の回転操作を検出する回転検出素子と操作体の押圧操作を検出する押圧検出素子とを実装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記操作体には一対のプランジャーがそれぞれコイルばねを介して摺動可能に保持されており、これらプランジャーの先端は操作体の外縁部から突出してケースの内周面に形成された凹凸部に係合している。操作体には中央に軸部が設けられると共に、軸部の外側に円筒部が設けられており、前記コード板は戻しばねを介して中央の軸部にスプライン結合されている。これにより、コード板は操作体と一体的に回転するが、操作体が昇降してもコード板は昇降しない。前記回転検出素子は回路基板の内方側に実装されたフォトインタラプタからなり、操作体の回転操作に伴ってコード板が回転すると、それに伴ってフォトインタラプタからオン信号とオフ信号が交互に出力される。また、前記押圧検出素子は回路基板の外方側に実装された別のフォトインタラプタからなり、操作体の押圧操作に伴って円筒部が下降すると、該フォトインタラプタの光路が遮断されてオン信号を出力するようになっている。
【０００４】
このように概略構成された複合操作型入力装置においては、操作者が操作体を回転操作すると、コード板が操作体と一体的に回転するので、回路基板上の内方側に実装されたフォトインタラプタ（回転検出素子）からオン／オフ信号が交互に出力され、この信号に基づいて操作者の回転操作を検出することができる。また、かかる操作体の回転操作時に、プランジャーの先端がケース内周面の凹凸部に係脱してクリック感を生起するため、操作者は操作体の回転量をクリック感によって把握することができる。
【０００５】
一方、操作者が操作体を押圧操作すると、操作体は戻しばねを圧縮させながら下降していき、操作体が所定ストローク下降した時点で、円筒部が回路基板上の外方側に実装された別のフォトインタラプタ（押圧検出素子）の光路を遮断する。したがって、このフォトインタラプタの出力がオンからオフに切り換わり、その切換信号によって操作体の押圧操作を検出することができる。ただし、コード板は操作体が下降しても動かないため、内方側のフォトインタラプタ（回転検出素子）からの信号は変化しない。そして、操作体に対する押圧操作力を除去すると、操作体は戻しばねの復帰力によって初期位置まで上昇し、円筒部が外方側のフォトインタラプタ（押圧検出素子）の光路から離脱する。これにより、該フォトインタラプタの出力がオフからオンに切り換わり、その切換信号によって操作体の上昇動作を検出することができる。
【特許文献１】特開２００４−８７３０７号公報（第４−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の複合操作型入力装置では、回転検出素子の実装スペースと押圧検出素子の実装スペースとが回路基板の表面側に集中してしまうため、回路基板を含めた装置全体の横方向の寸法が大きくなってしまい、横方向の小型化が妨げられるという問題があった。なお、このような問題はフォトインタラプタを回転検出素子と押圧検出素子の両方に用いた場合に限らず、例えば押圧検出素子としてプッシュスイッチを用い、回転検出素子としてフォトインタラプタを用いた場合も同様である。
【０００７】
また、前述した従来の複合操作型入力装置では、操作体の外縁部から突出させたプランジャーの先端をケース内周面の凹凸部に圧接し、操作体の回転操作に伴なうプランジャーと凹凸部との係脱によってクリック感を生起するように構成されているため、かかるクリック機構によって横方向のスペースが大きくなり、この点からも横方向の小型化が妨げられるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、横方向の小型化を図ることができる複合操作型入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の複合操作型入力装置は、保持体に押圧操作可能に支持された押圧操作部材と、この押圧操作部材の押圧操作方向に配置された回路基板と、この回路基板の表面側に実装されて前記押圧操作部材の押圧操作によって動作される押圧検出素子と、前記保持体に回転操作可能に支持された回転操作部材と、前記回路基板に実装されて前記回転操作部材の回転操作によって動作される回転検出素子とを備え、前記回転検出素子は前記回路基板の裏面側に実装されると共に、前記回転操作部材の少なくとも一部を前記回路基板の表面側に配置して、前記回路基板の表面側で受けた前記回転操作部材の回転力が前記回路基板の裏面側に伝達されるように構成した。
【００１０】
このように構成された複合操作型入力装置では、押圧検出素子の実装スペースと回転検出素子の実装スペースとを回路基板の表裏両面に振り分けて重畳させることができるため、横方向の小型化を図ることができる。
【００１１】
上記の構成において、回転操作部材の全体を回路基板の表面側に配置することも可能であるが、回転操作部材が回路基板を包囲する円筒状の回転リングであることが好ましく、これにより、複合操作型入力装置の縦方向の小型化を図ることができる。
【００１２】
この場合において、保持体が回転リングを挟持する上部ノブと下部ノブとを備え、この下部ノブの中央に立設された支軸の上端部に回路基板と上部ノブが固定されていると、押圧ノブと回転リングを近接配置して操作性を高めることができる。
【００１３】
また、上記の構成において、回転検出素子としてホール素子やロータリエンコーダ等を用いることも可能であるが、回転検出素子が凹部を介して発光素子と受光素子を対向配置したフォトインタラプタからなると共に、回転リングの内周面に遮光部と透過部を有するコード板を固着し、回転リングの回転操作に伴って遮光部と透過部がフォトインタラプタの凹部内を移動するように構成することが好ましい。
【００１４】
この場合において、コード板の裏面側に凹凸部を設けると共に、該コード板に向けて弾性付勢されたプランジャーを下部ノブに昇降可能に保持し、回転リングの回転操作に伴ってプランジャーの上端が凹凸部と係脱してクリック感を生起するように構成すると、回路基板の下部スペース内にクリック機構を配設することができるため、クリック機構によって横方向の小型化が妨げられることを防止できるのみならず、このクリック機構に備えられるプランジャーからの付勢力を利用して回転リングのガタ付きを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の複合操作型入力装置は、表面側に押圧検出素子が実装された回路基板の裏面側に回転検出素子を実装すると共に、回転操作部材の少なくとも一部を回路基板の表面側に配置し、回路基板の表面側で受けた回転操作部材の回転力が回路基板の裏面側に伝達されるようにしたので、押圧検出素子の実装スペースと回転検出素子の実装スペースとを回路基板の表裏両面に振り分けて重畳させることができ、その分、横方向の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係るコントロールユニットの斜視図、図２は該コントロールユニットの平面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図、図５は該コントロールユニットに備えられる複合操作型入力装置の分解斜視図、図６は該コントロールユニットに備えられる多方向入力装置の分解斜視図、図７は該多方向入力装置の断面図、図８は該多方向入力装置の要部を示す平面図、図９は該多方向入力装置の要部を示す斜視図、図１０は該多方向入力装置の要部を示す分解斜視図、図１１は該多方向入力装置に備えられるガイド部材と係合突部の配置関係を示す平面図、図１２は該係合突部の動作説明図、図１３は図５の複合操作型入力装置に備えられる回路基板の平面図、図１４は該回路基板の側面図、図１５は該回路基板の裏面図である。
【００１７】
本実施形態例に係るコントロールユニットは空調装置や音響装置やナビゲーションシステム等の車載用電気機器を１台で集中的に制御するものであり、このコントロールユニットは、車内のセンターコンソール等に取り付けられる筐体１と、この筐体１から突出する操作体２とを備えている。筐体１は、上下を開口した中空構造のケース３と、ケース３の上部開口端を蓋閉する上カバー４と、ケース３の下部開口端を蓋閉する下カバー５等によって構成されており、これらは全て合成樹脂で成形されている。
【００１８】
ケース３の内部に環状のリング体６が配置されており、このリング体６には一対の支軸６ａと一対の透孔６ｂが９０度毎に交互に形成されている。両支軸６ａはケース３の相対向する上部内壁に形成された軸孔３ａに挿入されており、リング体６は両軸孔３ａを結ぶ直線を中心軸としてケース３に回転可能に支持されている。リング体６には円筒状のホルダ７が挿入されており、このホルダ７の外周面には一対の段付突部７ａが形成されている。また、ホルダ７にはその中心軸と両段付突部７ａを横切るように貫通孔７ｂが形成されており、この貫通孔７ｂとリング体６の両透孔６ｂにはピン８が挿通されている。ピン８は係止リング９によってリング体６からの抜け止めがなされており、ホルダ７は両透孔６ｂを結ぶ直線を中心軸としてリング体６に回転可能に支持されている。すなわち、ホルダ７はリング体６を介してケース３に互いに直交する方向へ揺動可能に支持されており、以下の説明ではリング体６の両支軸６ａを支点とするホルダ７の揺動方向（Ｘ１−Ｘ２方向）を第１の方向と呼び、ピン８を支点とするホルダ７の揺動方向（Ｙ１−Ｙ２方向）を第２の方向と呼ぶこととする。
【００１９】
ホルダ７は操作体２の構成部品の一部をなすもので、このホルダ７の上面にはねじ孔７ｃを挟んで一対の突起７ｄが立設されており、ホルダ７の下端にはスナップ結合等の固定手段を用いて連結体１０が一体化されている。なお、本実施形態例では、ホルダ７の内部に駆動モータ等を収納可能とするために連結体１０を用いているが、このような収納空間を必要視しない場合はホルダ７と連結体１０を一体成形品で構成しても良い。連結体１０の下面中央には筒状の係合突部１１が突設されており、この係合突部１１には上下方向へ延びる収納孔１１ａが形成されている（図１０参照）。係合突部１１の外壁面には被ガイド部としての４つの凸部１１ｂが突設されており、これら凸部１１ｂは四角形の各辺中央から第１および第２の方向へ延びている。図７に示すように、係合突部１１の収納孔１１ａの内部にはコイルばね１２と駆動棒１３が挿入されており、駆動棒１３の先端（下端）はコイルばね１２の弾発力を受けてカム溝１４の内底面に圧接している。このカム溝１４は合成樹脂製の支持体１５の上面に設けられたすり鉢状凹部であり、その最深部を中心とする同一円周上にクリック突起１４ａが形成されている。支持体１５は下カバー５の内底面中央に形成された凹所５ａ内に圧入・固定されており、支持体１５の上面四隅には突起１５ａとねじ孔１５ｂが形成されている。
【００２０】
支持体１５上に合成樹脂製のガイド部材１６が載置されており、このガイド部材１６の四隅に円形孔１６ａが形成されている。各円形孔１６ａのうち２つは支持体１５の突起１５ａに嵌合する位置決め孔として機能し、残り２つの円形孔１６ａにねじ１７を挿入してねじ孔１５ｂに螺入することにより、ガイド部材１６は支持体１５上に固定されている。ガイド部材１６の中央部に開口１８が穿設されており、図１１に示すように、連結体１０の下面から突出する係合突部１１がこの開口１８の内部に位置すると共に、係合突部１１に保持された駆動棒１３の先端が開口１８の中心位置に露出するカム溝１４に圧接されている。開口１８の内壁面にはガイド部としての４つの切欠き部１８ａが形成されており、これら切欠き部１８ａは四角形の各辺中央から外側へ向かって第１および第２の方向へ延びている。係合突部１１の各凸部１１ｂは各切欠き部１８ａの入口に対向しており、開口１８の相対向する内壁面の対向間距離をＬ１、相対向する両凸部１１ｂの先端間距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも僅かに小さな寸法に設定されている。
【００２１】
また、ガイド部材１６の外縁部には一対の第１ガイド突起１６ｂと一対の第２ガイド突起１６ｃが立設されており、各ガイド突起１６ｂ，１６ｃは切欠き部１８ａの延長線上に位置している。第１および第２ガイド突起１６ｂ，１６ｃは二股状に形成されており、第１ガイド突起１６ｂの高さ寸法は第２ガイド突起１６ｃに比べて短めに設定されている。両第１ガイド突起１６ｂには第１スライダ１９が第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へスライド可能に支持され、両第２ガイド突起１６ｃには第２スライダ２０が第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へスライド可能に支持されている。第１スライダ１９は、長方形の枠体部１９ａと、枠体部１９ａの相対向する長辺中央から外側へ延びる一対の腕部１９ｂと、両腕部１９ｂの先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部１９ｃとを有し、枠体部１９ａには第２の方向へ延びる長孔１９ｄが形成されている。第２スライダ２０は、長方形の枠体部２０ａと、枠体部２０ａの相対向する長辺中央から外側へ延びる一対の腕部２０ｂと、両腕部２０ｂの先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部２０ｃとを有し、枠体部２０ａには第１の方向へ延びる長孔２０ｄが形成されている。これら第１スライダ１９と第２スライダ２０は合成樹脂を用いて成形された同一形状の共通部品であるが、使用に際しては天地を逆にした状態でガイド部材１６に組み込まれ、第１スライダ１９の枠体部１９ａに第２スライダ２０の枠体部２０ａが平面的にオーバーラップするように積層配置されている。
【００２２】
すなわち、図８と図９に示すように、第１スライダ１９は遮光部１９ｃが腕部１９ｂの板面から上方へ突出する向きに配置され、その腕部１９ｂを対応する第１ガイド突起１６ｂに挟持させることにより、第１スライダ１９はガイド部材１６の短寸側の両第１ガイド突起１６ｂにスライド可能に支持されている。一方、第２スライダ２０は遮光部２０ｃが腕部２０ｂの板面から下方へ突出する逆向きに配置され、その腕部２０ｂを対応する第２ガイド突起１６ｃに挟持させることにより、第２スライダ２０はガイド部材１６の長寸側の両第２ガイド突起１６ｃにスライド可能に支持されている。このように同一形状の第１スライダ１９と第２スライダ２０を天地逆にして積層配置することにより、第１スライダ１９の両遮光部１９ｃと第２スライダ２０の両遮光部２０ｃとが同一平面上に位置することになり、第１スライダ１９の枠体部１９ａに形成された長孔１９ｄと第２スライダ２０の枠体部２０ａに形成された長孔２０ｄとが互いに直交した状態でオーバーラップされる。前述した係合突部１１はこれら両長孔１９ｄ，２０ｄに挿通されており（図８参照）、第１スライダ１９が係合突部１１からの外力を受けて第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ移動するとき、第２スライダ２０はその長孔２０ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで移動せず、第２スライダ２０が係合突部１１からの外力を受けて第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ移動するとき、第１スライダ１９はその長孔１９ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで移動しないようになっている。
【００２３】
下カバー５上にはプリント基板２１が固定されており、ガイド部材１６はプリント基板２１の中央部に穿設された開口２１ａから露出している。プリント基板２１上には４個のフォトインタラプタ２２が実装されており、各フォトインタラプタ２２はＸ１−Ｘ２およびＹ１−Ｙ２上に配置されている。このフォトインタラプタ２２は凹部２２ａを介して発光素子２２ｂと受光素子２２ｃとを一体的に対向配置した光検出素子であり、図８に示すように、第１スライダ１９と第２スライダ２０が第１および第２の方向の中立位置にあるとき、各遮光部１９ｃ，２０ｃはそれぞれフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ入口の不感帯内に侵入している。
【００２４】
図１〜図５に示すように、上カバー４の中央には円形の開口４ａが穿設されており、この開口４ａの周囲には複数の操作キー２３が配置されている。上カバー４の内部には各操作キー２３に対応して複数のプッシュスイッチ（図示せず）が配設されており、これらプッシュスイッチは操作キー２３の押圧操作によって動作されるようになっている。また、上カバー４の開口４ａには環状の化粧リング２４がスナップ結合等の固定手段を用いて係止されており、この化粧リング２４から操作体２の構成部品である基台２５や下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８、押圧ノブ２９等が突出している。
【００２５】
基台２５は前述したホルダ７上に載置されており、この基台２５には貫通孔２５ａと一対の位置決め孔２５ｂが形成され、これら位置決め孔２５ｂはホルダ７の両突起７ｄに挿入されている。下部ノブ２６は基台２５上に載置されており、この下部ノブ２６の中央には円筒状の支軸２６ａが立設されている。また、下部ノブ２６には一対の収納孔２６ｂが設けられており、これら支軸２６ａと両収納孔２６ｂを除く部位は上下に貫通している。両収納孔２６ｂにはそれぞれコイルばね３０とプランジャー３１が挿入されており、これらプランジャー３１はコイルばね３０の弾発力を受けてクリック板３２の下面に圧接されている。このクリック板３２の下面には円周方向に沿って凹凸部３２ａが形成されており、クリック板３２の外周縁には４つの係合部３２ｂが９０度の間隔を存して突出形成されている。各係合部３２ｂは回転リング２７の内周面下端に形成された切欠部２７ａに係止されており、クリック板３２上にはコード板３３がねじ３４を用いて固定されている。このコード板３３の上面には複数の遮光部３３ａと透過部３３ｂが円周方向に沿って交互に形成されており、コード板３３の上方に回路基板３５が配置されている。
【００２６】
図１３〜図１５に示すように、回路基板３５の裏面には回転検出素子である２個のフォトインタラプタ３６が実装されており、回路基板３５の表面には押圧検出素子である一対のプッシュスイッチ３７が実装されている。これらフォトインタラプタ３６も凹部３６ａを介して発光素子と受光素子（いずれも図示省略）とを一体的に対向配置した光検出素子であり、コード板３３の遮光部３３ａと透過部３３ｂはフォトインタラプタ３６の凹部３６ａ内を移動するようになっている。また、プッシュスイッチ３７はステム３７ａを有するタクトスイッチと呼ばれるもので、このステム３７ａは内蔵されたタクトばね（図示せず）の弾発力を受けて上方へ付勢されている。また、回路基板３５には小判形状の係合孔３５ａを挟んで一対の透孔３５ｂが穿設されており、係合孔３５ａは下部ノブ２６の支軸２６ａの上端段部に挿入されている。なお、図示省略されているが、回路基板３５には各フォトインタラプタ３６や各プッシュスイッチ３７に導通する配線パターンが形成されており、これら配線パターンに接続されたリード線がコード板３３やクリック板３２の中心孔から下部ノブ２６の貫通孔を通って前述したプリント基板２１に接続されている。
【００２７】
上部ノブ２８は回路基板３５の上方に配置されており、この上部ノブ２８の上面に窪み２８ａが形成されている。窪み２８ａの内底面中央には貫通孔２８ｂが形成されており、この貫通孔２８ｂに挿入された止めねじ３８が下部ノブ２６の支軸２６ａと基台２５の貫通孔２５ａを通ってホルダ７のねじ孔７ｃに螺入されている。これにより、ホルダ７上に基台２５を介して下部ノブ２６が固定されると共に、下部ノブ２６に立設された支軸２６ａの上端に回路基板３５と上部ノブ２８が固定されており、これら下部ノブ２６と上部ノブ２８との間に回転リング２７が挟持されている。つまり、回転操作部材である回転リング２７は保持体を構成する下部ノブ２６と上部ノブ２８との間に回転可能に支持されており、この回転リング２７は回路基板３５の表面側から裏面側に亘って連結配置されている。そして、この回転リング２７の内周面にクリック板３２とコード板３３が係止されているため、クリック板３２とコード板３３を回転リング２７の回転操作に連動して一体的に回転させることができる。その際、プランジャー３１がコイルばね３０の弾発力を受けてクリック板３２の下面に圧接されており、このプランジャー３１からの上方への付勢力がクリック板３２を介して回転リング２７に伝達されるため、回転リング２７は下部ノブ２６と上部ノブ２８との間にガタ付きなく保持される。また、上部ノブ２８の窪み２８ａの内底面には貫通孔２８ｂを挟んで一対の逃げ孔２８ｃと一対のガイド孔２８ｄが形成されており、回路基板３５の上面に実装された両プッシュスイッチ３７がこれら逃げ孔２８ｃから窪み２８ａ内に突出している。さらに、上部ノブ２８には両ガイド孔２８ｄの外縁部から下方へ延びるガイド片２８ｅが形成されており、これらガイド片２８ｅは回路基板３５の透孔３５ｂを挿通して下部ノブ２６に達している。
【００２８】
押圧操作部材である押圧ノブ２９は上部ノブ２８の窪み２８ａ内に昇降可能に配置されており、その下面に設けられた一対の突起２９ａがそれぞれプッシュスイッチ３７のステム３７ａに当接することにより、押圧ノブ２９は両プッシュスイッチ３７に内蔵されたタクトスイッチの弾発力を受けて上方へ付勢されている。なお、これら２つのプッシュスイッチ３７のうち接点の切換え動作に関与するのは一方だけであり、他方のプッシュスイッチ３７は押圧ノブ２９をバランス良く上方へ付勢する弾性付与手段として用いられている。押圧ノブ２９の下端周縁には複数のフック２９ａが形成されており、これらフック２９ａが窪み２８ａの外周縁に係止することにより、押圧ノブ２９は上部ノブ２８からの脱落が防止されている。また、押圧ノブ２９には一対のガイド棒２９ｂが垂設されており、これらガイド棒２９ｂは上部ノブ２８のガイド孔２８ｄを通ってガイド片２８ｅの内部に達している。
【００２９】
次に、このように構成されたコントロールユニットに備えられる多方向入力装置と複合操作型入力装置の動作について説明する。
【００３０】
まず、多方向入力装置の動作について説明すると、図１と図３および図４は操作体２に外力が作用していない非操作状態を示しており、操作体２の構成部品であるホルダ７や基台２５、下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８等は鉛直方向（図１のＺ１−Ｚ２方向）を向いている。この非操作状態において、駆動棒１３の下端はコイルばね１２の弾発力を受けてカム溝１４の内底面中央（最深部）に圧接しており、図１１に示すように、駆動棒１３を保持する係合突部１１はガイド部材１６の開口１８の中心に位置している。また、図８に示すように、係合突部１１がそれぞれ両長孔１９ｄ，２０ｄの長手方向中央に位置することにより、第１スライダ１９と第２スライダ２０は第１および第２の方向の中立位置にあり、各遮光部１９ｃ，２０ｃはそれぞれフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ入口の不感帯内に侵入している。したがって、フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路は遮断されておらず、全てのフォトインタラプタ２２からハイレベルの信号が出力される。
【００３１】
かかる非操作状態から操作者が操作体２を第１の方向または第２の方向へ揺動操作すると、ホルダ７がリング体６の両支軸６ａまたはピン８を支点として同方向へ揺動するため、係合突部１１に保持された駆動棒１３の下端がカム溝１４の内底面を中央から外側へと摺動し、該駆動棒１３がクリック突起１４ａを乗り越えるときに生起されるクリック感が操作体２を介して操作者にフィードバックされる。その際、係合突部１１は開口１８の中心から第１または第２の方向に沿って外側へ移動し、１つの凸部１１ｂが対応する切欠き部１８ａ内に侵入して凹凸係合した時点で、係合突部１１のそれ以上の移動が規制される。
【００３２】
すなわち、第１および第２の方向で対向している凸部１１ｂと切欠き部１８ａの対のうち、便宜上、Ｘ１方向の対を凸部１１ｂ−１，切欠き部１８ａ−１、Ｘ２の対を凸部１１ｂ−２，切欠き部１８ａ−２、Ｙ１方向の対を凸部１１ｂ−３，切欠き部１８ａ−３、Ｙ２方向の対を凸部１１ｂ−４，切欠き部１８ａ−４とすると、図１１に示すように、非操作状態において各凸部１１ｂ−１，２，３，４は各切欠き部１８ａ−１，２，３，４の入口に対向している。この中立位置から係合突部１１が例えばＸ１方向へ移動すると、図１２（ａ）に示すように、凸部１１ｂ−３と凸部１１ｂ−４の先端が開口１８の相対向する内壁面にガイドされながら凸部１１ｂ−１が切欠き部１８ａ−１内に侵入し、Ｘ１方向に位置する係合突部１１の外壁面が開口１８の内壁面に当接した位置で、係合突部１１のＸ１方向へのそれ以上の移動が規制される。したがって移動末端位置において係合突部１１は開口１８に対して凸部１１ｂ−１，１１ｂ−３，１１ｂ−４の３箇所で支持されることになり、Ｘ１方向に移動した操作体２がＹ１方向やＹ２方向へ誤操作されることはない。同様に、係合突部１１が上記以外の例えばＹ１方向へ移動すると、図１２（ｂ）に示すように、凸部１１ｂ−１と凸部１１ｂ−２の先端が開口１８の相対向する内壁面に摺動しながら凸部１１ｂ−３が切欠き部１８ａ−３内に侵入し、Ｙ１方向に位置する係合突部１１の外壁面が開口１８の内壁面に当接した位置で、係合突部１１のＹ１方向へのそれ以上の移動が規制される。この場合、移動末端位置において係合突部１１は開口１８に対して凸部１１ｂ−１，１１ｂ−２，１１ｂ−３の３箇所で支持されることになり、Ｙ１方向に移動した操作体２がＸ１方向やＸ２方向へ誤操作されることはない。
【００３３】
また、このように操作体２の揺動操作に連動して係合突部１１が開口１８内を第１または第２の方向へ移動すると、それに伴って第１スライダ１９または第２スライダ２０がガイド部材１６にガイドされながらスライド移動し、各フォトインタラプタ２２の１つが選択的にオン動作する。例えば図８に示す中立位置から係合突部１１がＸ１方向へ移動すると、係合突部１１は第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ延びる長孔２０ｄを相対移動するだけであるため、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力（移動方向の駆動力）を受けることなく停止したままであるが、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けてＸ１方向へ移動する。この場合、第１スライダ１９はその腕部１９ｂがガイド部材１６の第１ガイド突起１６ｂにガイドされながらＸ１方向へ移動し、それに伴って遮光部１９ｃがＸ１方向に位置するフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ内を移動する。そして、係合突部１１がＸ１方向の末端位置まで移動した時点で、該フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路が遮光部１９ｃによって遮断されるため、このフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力される。このとき、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるため、Ｙ１−Ｙ２方向とＸ２方向に位置する残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままである。係合突部１１が中立位置からＸ２方向へ移動する場合も同様であり、この場合、第１スライダ１９が係合突部１１からの外力を受けてＸ２方向へ移動することにより、Ｘ２方向に位置するフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力され、残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままとなる。
【００３４】
一方、図８に示す中立位置から係合突部１１がＹ１方向へ移動すると、係合突部１１は第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ延びる長孔１９ｄを相対移動するだけであるため、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるが、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力を受けてＹ１方向へ移動する。この場合、第２スライダ２０はその腕部２０ｂがガイド部材１６の第２ガイド突起１６ｃにガイドされながらＹ１方向へ移動し、それに伴って遮光部２０ｃがＹ１方向に位置するフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ内を移動する。そして、係合突部１１がＹ１方向の末端位置まで移動した時点で、該フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路が遮光部２０ｃによって遮断されるため、このフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力される。このとき、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるため、Ｘ１−Ｘ２方向とＹ２方向に位置する残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままである。係合突部１１が中立位置からＹ２方向へ移動する場合も同様であり、この場合、第２スライダ２０が係合突部１１からの外力を受けてＹ２方向へ移動することにより、Ｙ２方向に位置するフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力され、残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままとなる。
【００３５】
このように操作体２を互いに直交する第１および第２の方向のいずれか一方向へ選択的に揺動操作すると、その操作方向に位置するフォトインタラプタ２２の出力信号のみがハイレベルからローレベルへと変化するため、４個のフォトインタラプタ２２から出力される信号に基づいて操作体２の操作方向を認識することができる。なお、操作体２に対する揺動操作力を除去すると、コイルばね１２の弾発力を受けて駆動棒１３の下端がカム溝１４の内底面中央へ戻るため、ホルダ７を含む操作体２全体は鉛直姿勢となり、係合突部１１や第１および第２スライダ１９，２０が中立位置に自動復帰する。
【００３６】
次に、図３〜図５を参照しつつ複合操作型入力装置の動作について説明する。図３と図４に示すように、筐体１の上カバー４から操作体２の構成部品である基台２５や下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８、押圧ノブ２９等が突出しており、操作者が回転リング２７を時計方向または反時計方向へ回転操作すると、回転リング２７に連動してクリック板３２とコード板３３が一体的に回転し、コード板３３の回転に伴って遮光部３３ａと透過部３３ｂが回路基板３５の下面に実装された各フォトインタラプタ３６の凹部３６ａ内を回動するため、各フォトインタラプタ３６からコード板３３の回転に応じたパルス信号が出力される。また、クリック板３２の回転に伴ってコイルばね３０に弾性付勢されたプランジャー３１の上端が凹凸部３２ａと係脱するため、その際に生起されるクリック感が操作体２を介して操作者にフィードバックされる。このように回転リング２７を回転操作すると、その回転方向や回転量に応じた信号が各フォトインタラプタ３６から出力されるため、この信号に基づいて回転リング２７の回転情報をクリック感を伴って認識することができる。
【００３７】
一方、操作者が押圧ノブ２９を真下（図１のＺ２方向）へ押圧操作すると、回路基板３５の上面に実装された両プッシュスイッチ３７のステム３７ａが押圧ノブ２９の突起２９ａによって押し下げられるため、プッシュスイッチ３７の接点がオフからオンへと切換え動作される。また、かかる押圧操作力を除去すると、押圧ノブ２９は両プッシュスイッチ３７に内蔵されたタクトばねの弾発力によって元位置に上昇し、プッシュスイッチ３７の接点もオンからオフへと切換え動作される。その際、押圧ノブ２９の下面に垂設されたガイド棒２９ｂが上部ノブ２８のガイド片２８ｅにガイドされながら昇降するため、押圧ノブ２９をガタ付きなく滑らかに押圧操作することができる。
【００３８】
このように本実施形態例に係る複合操作型入力装置は、上部ノブ２８の天面に押圧操作可能に支持された押圧ノブ２９と、この押圧ノブ２９の押圧操作方向に配置された回路基板３５と、この回路基板３５の表面側に実装されたプッシュスイッチ３７と、下部ノブ２６と上部ノブ２８間に回転操作可能に支持された回転リング２７と、この回転リング２７に連動して回転するコード板３３と、回路基板３５の裏面側に実装されたフォトインタラプタ３６とを備え、押圧ノブ２９の押圧操作によって回路基板３５の表面側に実装されたプッシュスイッチ３７を動作させると共に、回転リング２７の回転操作に伴ってコード板３３を回転することにより、回路基板３５の裏面側に実装されたフォトインタラプタ３６を動作させるようにしたので、押圧検出素子であるプッシュスイッチ３７の実装スペースと回転検出素子であるフォトインタラプタ３６の実装スペースとを回路基板３５の表裏両面に振り分けて重畳させることができ、その分、入力装置全体の横方向の小型化を図ることができる。しかも、回転操作部材である回転リング２７を回路基板３５の表面側から裏面側に亘って連結配置し、回路基板３５の表面側で受けた回転リング２７の回転力が回路基板３５の裏面側へ伝達されるようにしたので、押圧ノブ２９と回転リング２７とを回路基板３５の表面側で近接配置することができ、操作者は押圧ノブ２９と回転リング２７を容易に押圧操作または回転操作することができる。
【００３９】
また、コード板３３と一体的に回転するクリック板３２の下面に凹凸部３２ａを形成すると共に、下部ノブ２６の収納孔２６ｂにコイルばね３０を介してプランジャー３１を昇降可能に保持し、回転リング２７の回転操作に伴ってプランジャー３１の上端が凹凸部３２ａと係脱してクリック感を生起するように構成したので、回路基板３５の下部スペースを有効利用してクリック機構を配設することができ、この点からも入力装置全体の横方向の小型化を図ることができる。しかも、プランジャー３１から凹凸部３２ａに加わる上方の付勢力がクリック板３２を介して回転リング２７にも作用するので、クリック機構に備えられるプランジャー３１からの付勢力を利用して回転リング２７のガタ付きを確実に防止することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態例では、回路基板３５の表面側に実装された押圧検出素子としてプッシュスイッチ３７を用いた場合について説明したが、この押圧検出素子は押圧操作部材である押圧ノブ２９の押圧操作によって動作するものであれば何でも良く、例えば磁気検出素子や光学検出素子等を用いることも可能である。
【００４１】
また、上記実施形態例では、コード板３３にクリック板３２を一体化し、このクリック板３２の下面に凹凸部３２ａを形成したが、コード板３３の下面に直接凹凸部を形成することも可能であり、この場合はクリック板３２を省略できる。
【００４２】
また、上記実施形態例では、多方向入力装置と複合操作型入力装置の両方を備えたコントロールユニットについて説明したが、本発明を単独の複合操作型入力装置にも適用可能であることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態例に係るコントロールユニットの斜視図である。
【図２】該コントロールユニットの平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】該コントロールユニットに備えられる複合操作型入力装置の分解斜視図である。
【図６】該コントロールユニットに備えられる多方向入力装置の分解斜視図である。
【図７】該多方向入力装置の要部を示す断面図である。
【図８】該多方向入力装置の要部を示す平面図である。
【図９】該多方向入力装置の要部を示す斜視図である。
【図１０】該多方向入力装置の要部を示す分解斜視図である。
【図１１】該多方向入力装置に備えられるガイド部材と係合突部の配置関係を示す平面図である。
【図１２】該係合突部の動作説明図である。
【図１３】図５の複合操作型入力装置に備えられる回路基板の平面図である。
【図１４】該回路基板の側面図である。
【図１５】該回路基板の裏面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  筐体
２  操作体
３  ケース
４  上カバー
５  下カバー
７  ホルダ
２５  基台
２６  下部ノブ
２６ａ  支軸
２６ｂ  収納孔
２７  回転リング（回転操作部材）
２８  上部ノブ
２８ａ  窪み
２８ｂ  貫通孔
２９  押圧ノブ（押圧操作部材）
２９ａ  突起
３０  コイルばね
３１  プランジャー
３２  クリック板
３２ａ  凹凸部
３３  コード板
３３ａ  遮光部
３３ｂ  透過部
３５  回路基板
３５ａ  係合孔
３５ｂ  透孔
３６  フォトインタラプタ（回転検出素子）
３６ａ  凹部
３７  プッシュスイッチ（押圧検出素子）
３７ａ  ステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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